Diese Offenbarung betrifft allgemein die Strommessung und spezieller die Strommessung in elektronischen Schaltungen, die eine Halbbrückenkonfiguration aufweisen.This disclosure relates generally to current measurement, and more particularly to current measurement in electronic circuits having a half-bridge configuration.
Eine Nachlauf-Strommessschaltung (tracking current sense circuit) stellt typischerweise eine Kopie eines Stroms bereit, der in einem aktiven oder passiven Bauelement fließt, und kann in Anwendungen wie etwa DC-DC-Wandlern für Server- und Mobilcomputer-Anwendungen verwendet werden. Herkömmliche Nachlauf-Strommesssysteme (tracking current sense systems) weisen oft einen Operationsverstärker auf, was eine lange Einschwingzeit zur Folge hat, welche die maximale Frequenz des Systems begrenzt. Aus DE 102 23 977 C1 ist eine Messschaltung zur Strommessung an einer Halbbrückenschaltung zur Ansteuerung eines Mehrphasen-Elektromotors bekannt. EP 1 568 121 B1 offenbart eine Rückkopplungsschaltung für eine Leistungsstellerschaltung. Herkömmliche nichtlineare Nachlauf-Strommesssysteme weisen Ungenauigkeiten auf und können daher für manche Anwendungen ungeeignet sein. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Nachlauf-Strommesssysteme und entsprechende Verfahren, Schaltungen und Vorrichtungen bereitzustellen und zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung nach Anspruch 1, das System nach Anspruch 9 und das Verfahren nach Anspruch 16 gelöst. Verschiedene beispielhafte Ausführungsformen und Weiterentwicklungen der vorliegenden Erfindung werden von den abhängigen Ansprüchen abgedeckt.A tracking current sense circuit typically provides a copy of a current flowing in an active or passive device and may be used in applications such as DC-DC converters for server and mobile computing applications. Conventional tracking current sense systems often include an operational amplifier, resulting in a long settling time which limits the maximum frequency of the system. Out DE 102 23 977 C1 is a measuring circuit for measuring current to a half-bridge circuit for driving a polyphase electric motor known. EP 1 568 121 B1 discloses a feedback circuit for a power controller circuit. Conventional nonlinear tracking current measuring systems have inaccuracies and may therefore be unsuitable for some applications. It is therefore an object of the present invention to provide and improve tracking current measurement systems and related methods, circuits and devices. This object is achieved by the apparatus of claim 1, the system of claim 9 and the method of claim 16. Various exemplary embodiments and further developments of the present invention are covered by the dependent claims.
Allgemein beschreibt diese Offenbarung Nachlauf-Strommesssysteme mit einer verbesserten Genauigkeit, Bandbreite und Stabilität. Einige beispielhafte Vorrichtungen und Systeme, die hier beschrieben werden, sind linear. Die beispielhaften Vorrichtungen und Systeme weisen einen oder mehrere Transkonduktanzverstärker auf, welche in Reaktion auf das Einschalten einer Seite einer Brücke in einer aktuellen Betriebsphase Strom von der betreffenden Seite der Brücke aufnehmen oder ihr zuführen, so dass der Strom ungefähr derselbe wie ein Endstrom in einer vorhergehenden Betriebsphase ist. Zum Beispiel umfasst eine Halbbrücke einen High-Side-Schalter, welcher während einer TON-Phase arbeitet, und einen Low-Side-Schalter, welcher während einer TOFF-Phase arbeitet. Während einer TON-Phase wird ein Strom für den Low-Side-Schalter vorgespannt, so dass zu Beginn einer TOFF-Phase der Strom bei dem Strompegel beginnt, der am Ende einer TON-Phase erreicht wird. In ähnlicher Weise nehmen die Operationsverstärker während der TOFF-Phase von dem High-Side-Schalter Strom auf und führen ihm Strom zu, so dass zu Beginn der TON-Phase ein Strom für den High-Side-Schalter bei dem Strom beginnt, der am Ende der TOFF-Phase erreicht wird. Dies spannt den Strom in einer Kapazität vor, die mit einer inaktiven Seite einer Halbbrücke gekoppelt ist, so dass diese Seite der Halbbrücke, wenn sie aktiv wird, bereits nahe bei oder bei einem Betriebsstrom ist. Auf diese Weise verringert das Vorspannen der inaktiven Seite einer Halbbrücke eine eventuelle Einschwingzeit, wenn diese Seite der Halbbrücke aktiviert wird. Ferner kann dieses beispielhafte Nachlauf-Strommesssystem mit positiven und negativen Strömen arbeiten.Generally, this disclosure describes tracking current measurement systems with improved accuracy, bandwidth, and stability. Some example devices and systems described herein are linear. The exemplary devices and systems include one or more transconductance amplifiers that receive or supply current from the respective side of the bridge in response to turning on one side of a bridge in a current phase of operation so that the current is approximately the same as a final current in a previous one Operating phase is. For example, a half-bridge includes a high-side switch operating during a T ON phase and a low-side switch operating during a T OFF phase. During a T ON phase, a current for the low-side switch is biased so that at the beginning of a T OFF phase, the current starts at the current level reached at the end of a T ON phase. Similarly, during the T OFF phase, the operational amplifiers receive current from the high-side switch and supply current thereto, so that at the beginning of the T ON phase, a current for the high-side switch begins at the current. which is reached at the end of the T OFF phase. This biases the current in a capacitance coupled to an inactive side of a half-bridge so that this side of the half-bridge, when active, is already close to or at an operating current. In this way, biasing the inactive side of a half-bridge reduces any settling time when this side of the half-bridge is activated. Further, this exemplary tracking current measuring system may operate with positive and negative currents.
Die Einzelheiten eines oder mehrerer Beispiele und von Verfahren dieser Offenbarung werden in den beigefügten Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt. Weitere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der Offenbarung werden aus der Beschreibung und den Zeichnungen sowie aus den Ansprüchen ersichtlich.
- 1 ist ein Prinzipschaltbild, das ein beispielhaftes Nachlauf-Strommesssystem gemäß einem oder mehreren in dieser Offenbarung beschriebenen Verfahren zeigt.
- 2 ist ein Zeitablaufdiagramm, das ein beispielhaftes Verhalten von Strom im Nachlauf-Strommesssystem von 1, gemäß einem oder mehreren in dieser Offenbarung beschriebenen Verfahren zeigt.
- 3 ist ein Prinzipschaltbild, welches das beispielhafte Nachlauf-Strommesssystem von 1 während des Betriebs, wenn ein Pulsbreitenmodulations- (Pulse Width Modulation, PWM-) Signal hoch ist, gemäß einem oder mehreren in dieser Offenbarung beschriebenen Verfahren zeigt.
- 4 ist ein Prinzipschaltbild, welches das beispielhafte Nachlauf-Strommesssystem von 1 während des Betriebs, wenn das PWM-Signal niedrig ist, gemäß einem oder mehreren in dieser Offenbarung beschriebenen Verfahren zeigt.
- 5 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Betreiben eines Nachlauf-Strommesssystems gemäß einem oder mehreren in dieser Offenbarung beschriebenen Verfahren zeigt.
The details of one or more examples and methods of this disclosure are set forth in the accompanying drawings and the description below. Other features, objects, and advantages of the disclosure will be apparent from the description and drawings, and from the claims. - 1 FIG. 3 is a block diagram illustrating an exemplary tracking current measuring system according to one or more methods described in this disclosure.
- 2 FIG. 11 is a timing diagram illustrating an exemplary behavior of current in the trailing current measurement system of FIG 1 , according to one or more methods described in this disclosure.
- 3 is a schematic diagram showing the exemplary tracking current measuring system of 1 during operation, when a Pulse Width Modulation (PWM) signal is high, according to one or more methods described in this disclosure.
- 4 is a schematic diagram showing the exemplary tracking current measuring system of 1 during operation, when the PWM signal is low, according to one or more methods described in this disclosure.
- 5 FIG. 3 is a flowchart illustrating an exemplary method of operating a tracking current measurement system according to one or more methods described in this disclosure.
Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Merkmale, obwohl in den verschiedenen Beispielen Variationen zwischen gleichen Merkmalen vorhanden sein können.The drawings are not necessarily to scale. Like reference numerals refer to like features, although in the various examples, variations between like features may be present.
Ein Stromnachlaufsystem mit einem oder mehreren Operationsverstärkern kann aufgrund eines oder mehrerer Kondensatoren, die in das System eingebaut wurden, um die Operationsverstärker zu stabilisieren, eine begrenzte Bandbreite und Anstiegsrate aufweisen. Daher ist ein solches Stromnachlaufsystem möglicherweise nicht in der Lage, Strom mit einer Geschwindigkeit aufzunehmen oder zuzuführen, die von dem System benötigt wird, da der Strom jedes Mal, wenn eine Betriebsphase wechselt (z. B. von TON zu TOFF oder umgekehrt), von null an aufgenommen oder zugeführt werden muss. Dieses Problem kann eine systematische Abweichung beim Nachlaufstrom (tracking current) hervorrufen, und in einigen Fällen erreicht das Stromnachlaufsystem möglicherweise sogar nie den Nachlaufstrom, wenn die aktive Zeit zu kurz ist. Stattdessen kann es vorzuziehen sein, dass kein Versatz oder ein sehr geringer Versatz vorliegt, wenn das System eingeschwungen ist. Bei einigen Anwendungen, zum Beispiel Abwärtswandlern mit schnellem Schalten, steht weniger Zeit für das Einschwingen von Verstärkern und das Nachlaufen des Stroms in einem Transistor zur Verfügung. Ferner können einige nichtlineare Stromnachlaufsysteme eine immanente Ungenauigkeit aufgrund fortgesetzten Schaltens aufweisen. In einigen Aspekten werden Systeme, Vorrichtungen und Verfahren beschrieben, welche keinen oder wenig Versatz und eine verbesserte Genauigkeit aufweisen.A current tracking system with one or more operational amplifiers may have a limited bandwidth due to one or more capacitors built into the system to stabilize the operational amplifiers Increase rate. Therefore, such a current tracking system may not be able to receive or supply power at a speed that is required by the system, as the power will change each time an operating phase changes (eg, from T ON to T OFF or vice versa). , must be taken from zero or added. This problem can cause a systematic deviation in the tracking current, and in some cases the current tracking system may even never reach the tracking current if the active time is too short. Instead, it may be preferable that there is no offset or a very small offset when the system is settled. In some applications, such as fast-switching down converters, there is less time available for amplifier settling and current trailing in a transistor. Further, some non-linear current tracking systems may have inherent inaccuracy due to continued switching. In some aspects, systems, devices, and methods are described that have little or no offset and improved accuracy.
1 ist ein Prinzipschaltbild, das ein beispielhaftes Nachlauf-Strommesssystem 10 gemäß einem oder mehreren in dieser Offenbarung beschriebenen Verfahren zeigt. Das Nachlauf-Strommesssystem 10 (hier auch als „System 10“ bezeichnet) ist ein lineares System, welches nach wie vor die Genauigkeitseigenschaften eines linearen Systems besitzt, dabei jedoch auch die erhöhte Geschwindigkeit eines nichtlinearen Systems aufweist. Das System 10 weist einen Transkonduktanzverstärker (Operational Transconductance Amplifier, „OTA“) 30-1 und eine zweite Verstärkungsstufe 32-1 auf. In der Kombination wirken der OTA 30-1 und die zweite Verstärkungsstufe 32-1 als ein erster Operationsverstärker. Das System 10 weist außerdem einen OTA 30-2 und eine zweite Verstärkungsstufe 32-2 auf. In der Kombination wirken der OTA 30-2 und die zweite Verstärkungsstufe 32-2 ebenso als ein zweiter Operationsverstärker. Das Nachlauf-Strommesssystem 10 weist eine verringerte Einschwingzeit auf und ist im Allgemeinen genauer als herkömmliche Nachlauf-Strommesssysteme. In einigen Beispielen kann wenigstens eine der zweiten Verstärkungsstufen 32-1 und 32-2 mit einer Ausgangsstufe versehen sein. 1 is a schematic diagram illustrating an exemplary tracking current measuring system 10 according to one or more methods described in this disclosure. The trailing current measuring system 10 (also referred to herein as "System 10") is a linear system which still has the accuracy characteristics of a linear system but which also has the increased speed of a nonlinear system. The system 10 has an Operational Transconductance Amplifier ("OTA") 30-1 and a second amplification stage 32 - 1 on. In combination, the OTA act 30 - 1 and the second amplification stage 32 - 1 as a first operational amplifier. The system 10 also has an OTA 30 - 2 and a second amplification stage 32 - 2 on. In combination, the OTA act 30 - 2 and the second amplification stage 32 - 2 as well as a second operational amplifier. The trailing current measuring system 10 has a reduced settling time and is generally more accurate than conventional lagging current measuring systems. In some examples, at least one of the second gain stages 32 - 1 and 32 - 2 be provided with an output stage.
Das Nachlauf-Strommesssystem 10 weist eine Halbbrücke auf, die einen High-Side-Schalter 12 (hier als „HS 12“ bezeichnet) und einen Low-Side-Schalter 20 (hier als „LS 20“ bezeichnet) aufweist. Das Nachlauf-Strommesssystem 10 ist dafür ausgelegt, positiven und negativen Strömen nachzulaufen, welche in beiden Seiten der Halbbrücke fließen. Das System 10 kann in der Lage sein, positivem und negativem Strom ohne irgendwelche Unstetigkeiten nachzulaufen. HS 12 weist einen Leistungs-Feldeffekttransistor („FET“) 14-1 und einen Mess-FET 14-2 auf, hier zusammen als „FETs 14“ bezeichnet. Die Sources der FETs 14 sind mit einem Sendeempfänger-Operationsverstärker 30-1 (hier auch als „HS_OTA 30-1“ bezeichnet) und der zweiten Stufe 32-1 gekoppelt. Ein Strom Ipower fließt durch den Leistungs-FET 14-1. Ein Strom Ifeedback fließt durch den Mess-FET 14-2. In ähnlicher Weise weist LS 20 einen Leistungs-FET 22-1 und einen Mess-FET 22-2 auf, hier zusammen als „FETs 22“ bezeichnet. Die Sources der FETs 22 sind mit einem OTA 30-2 (hier auch als „LS_OTA 30-2“ bezeichnet) und der zweiten Stufe 32-2 gekoppelt. Ein Strom Ipower fließt durch den Leistungs-FET 22-1. Ein Strom Ifeedback fließt durch die Source des Mess-FET 22-2.The trailing current measuring system 10 has a half-bridge, which has a high-side switch 12 (referred to herein as "HS 12") and a low-side switch 20 (referred to herein as "LS 20"). The trailing current measuring system 10 is designed to track positive and negative currents flowing in both sides of the half-bridge. The system 10 may be able to run after positive and negative current without any discontinuities. HS 12 has a power field effect transistor ("FET") 14-1 and a measuring FET 14 - 2 on, collectively referred to herein as "FETs 14". The sources of the FETs 14 are with a transceiver operational amplifier 30 - 1 (also here as "HS_OTA 30-1 "Designated) and the second stage 32 - 1 coupled. A current I power flows through the power FET 14 - 1 , A current I feedback flows through the measuring FET 14 - 2 , Similarly, LS 20 a power FET 22 - 1 and a measuring FET 22 - 2 referred to collectively herein as "FETs 22". The sources of the FETs 22 are with an OTA 30 - 2 (also referred to herein as "LS_OTA 30-2") and the second stage 32 - 2 coupled. A current I power flows through the power FET 22 - 1 , A current I feedback flows through the source of the measuring FET 22 - 2 ,
In einigen Beispielen kann einer oder können mehrere der FETs 14 und 22 einen Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, „MOSFET“) umfassen, zum Beispiel einen MOSFET vom p-Typ oder n-Typ. In anderen Beispielen kann ein oder können mehrere FETs 14 und 22 andere Typen von Transistoren umfassen, wie etwa einen Metall-Halbleiter-Feldeffekttransistor (Metal Semiconductor Field Effect Transistor, „MESFET“). In dieser Beschreibung werden der Einfachheit halber HS 12 und LS 20 als FETs 14 bzw. 22 umfassend beschrieben. HS 12 und LS 20 können jedoch ein oder mehrere aktive oder passive Vorrichtungen umfassen, welche keine FETs sind. Zum Beispiel können HS 12 und LS 20 andere Typen von Transistoren umfassen, wie etwa bipolare Sperrschichttransistoren, Sperrschicht-FETs oder Ähnliches. In einem anderen Beispiel können HS 12 und LS 20 einen oder mehrere Widerstände umfassen, wobei ein Verhältnis der Widerstände für einen Leistungszweig (d. h. der den Leistungs-FETs 14-1 und 22-1 entspricht) kleiner sein kann und für den Messzweig (d. h. der den Mess-FETs 14-2 und 22-2 entspricht) größer sein kann. 1 zeigt ein Beispiel, in dem sowohl HS 12 als auch LS 20 zwei separate Transistoren aufweisen (z. B. jeder Schalter ist diskret). In anderen Beispielen kann jedoch einer von HS 12 und LS 20 oder können beide einen monolithischen Transistor für die Leistungs- und Mess-FETs aufweisen (z. B. jeder Schalter ist integriert). Das heißt, das System 10 kann vollständig diskret, vollständig integriert oder eine Mischung davon sein.In some examples, one or more of the FETs may be 14 and 22 a metal oxide semiconductor field effect transistor ("MOSFET"), for example, a p-type or n-type MOSFET. In other examples, one or more FETs may be 14 and 22 include other types of transistors, such as a Metal Semiconductor Field Effect Transistor ("MESFET"). In this description, for the sake of simplicity, HS 12 and LS 20 as FETs 14 respectively. 22 comprehensively described. HS 12 and LS 20 however, may include one or more active or passive devices that are not FETs. For example, HS 12 and LS 20 include other types of transistors, such as bipolar junction transistors, junction FETs, or the like. In another example, HS 12 and LS 20 include one or more resistors, wherein a ratio of the resistors for a power branch (ie, the power FETs 14 - 1 and 22 - 1 corresponds) may be smaller and for the measuring branch (ie the measuring FETs 14 - 2 and 22 - 2 corresponds) can be greater. 1 shows an example in which both HS 12 as well as LS 20 have two separate transistors (eg, each switch is discrete). In other examples, however, one of HS 12 and LS 20 or both may include a monolithic transistor for the power and sensing FETs (eg, each switch is integrated). That is, the system 10 can be completely discrete, fully integrated or a mixture thereof.
HS_OTA 30-1 wird im System 10 anstelle eines High-Side-Komparators verwendet, wie in anderen Systemen, welche andere nichtlineare Systeme beinhalten können. HS_OTA 30-1 ist mit einer ersten zweiten Verstärkungsstufe 32-1 (hier auch als „HS_OUT 32-1“ bezeichnet) gekoppelt. Zusammen funktionieren HS_OTA 30-1 und HS_OUT 32-1 ähnlich wie ein Operationsverstärker. Ein Ausgang von HS_OTA 30-1 steuert HS_OUT 32-1 an. In ähnlicher Weise wird LS_OTA 30-2 im System 10 anstelle eines Low-Side-Komparators verwendet (welcher zum Beispiel in einem nichtlinearen System verwendet werden kann). LS_OTA 30-2 ist mit einer zweiten zweiten Verstärkungsstufe 32-2 (hier auch als „LS_OUT 32-2“ bezeichnet) gekoppelt. Zusammen funktionieren LS_OTA 30-2 und LS_OUT 32-1 ähnlich wie ein Operationsverstärker. Ein Ausgang von LS_OTA 30-2 steuert LS_OUT 32-2 an.HS_OTA 30-1 will be in the system 10 used in place of a high-side comparator, as in other systems which may include other non-linear systems. HS_OTA 30-1 is with a first second gain stage 32 - 1 (also called "HS_OUT 32-1 "Referred to) coupled. Together, HS_OTA work 30-1 and HS_OUT 32-1 similar to an operational amplifier. An output from HS_OTA 30-1 controls HS_OUT 32-1 at. Similarly, LS_OTA 30-2 in the system 10 instead of one Low-side comparator used (which can be used for example in a non-linear system). LS_OTA 30-2 is with a second second gain stage 32 - 2 (also here as "LS_OUT 32-2 "Referred to) coupled. Together, LS_OTA work 30-2 and LS_OUT 32-1 similar to an operational amplifier. An output from LS_OTA 30-2 controls LS_OUT 32-2 at.
Ein Pulsbreitenmodulations- (Pulse Width Modulation, PWM-) Signal wird am Knoten 16 in das System 10 eingespeist. Das PWM-Signal kann als ein Steuersignal für das System 10 fungieren. Das PWM-Signal steuert Schalter 24-1 bis 24-4 an. In anderen Beispielen können andere Typen von Steuersignalen am Knoten 16 in das System 10 eingespeist werden. Zum Beispiel kann am Knoten 16 ein Pulsdichtenmodulations- (PDM-) Signal in das System 10 eingespeist werden. In einigen Beispielen steuert das PWM-Signal oder ein dem PWM-Signal ähnliches Signal das System 10 an.A Pulse Width Modulation (PWM) signal is generated at the node 16 in the system 10 fed. The PWM signal can be used as a control signal for the system 10 act. The PWM signal controls switches 24 - 1 to 24 - 4 at. In other examples, other types of control signals may be present at the node 16 in the system 10 be fed. For example, at the node 16 a pulse density modulation (PDM) signal into the system 10 be fed. In some examples, the PWM signal or a signal similar to the PWM signal controls the system 10 at.
Das Nachlauf-Strommesssystem 10 weist ferner einen Hilfs-OTA 30-3 auf. Der Hilfs-OTA 30-3 wirkt mit einer der zweiten Verstärkungsstufen, HS_OUT 32-1 oder LS_OUT 32-2, zusammen, um eine Seite des Systems 10 vorzuspannen, die gegenwärtig inaktiv ist. Zum Beispiel wird AUX_OTA 30-3 während der Betriebsphase TON mit LS_OUT 32-2 gekoppelt, um einen Stromspiegel, der M5, M4 und M3 umfasst, für einen Übergang zur Betriebsphase TOFF vorzuspannen. In ähnlicher Weise wird AUX_OTA 30-3 während der Betriebsphase TOFF mit HS_OUT 32-1 gekoppelt, um einen Stromspiegel M1 und M2 für einen Übergang zur Betriebsphase TON vorzuspannen.The trailing current measuring system 10 also has an auxiliary OTA 30 - 3 on. The auxiliary OTA 30 - 3 acts on one of the second gain stages, HS_OUT 32-1 or LS_OUT 32-2 , together, to one side of the system 10 to harness, which is currently inactive. For example, AUX_OTA 30-3 during the operating phase T ON with LS_OUT 32-2 coupled to bias a current mirror comprising M5, M4 and M3, for a transition to the operating phase T OFF . Similarly, AUX_OTA 30-3 during the operating phase T OFF with HS_OUT 32-1 coupled to bias a current mirror M1 and M2 for a transition to the operating phase T ON .
Ein Ausgang 40 (OUTHALF_BRIDGE) umfasst einen Ausgang der Halbbrücke, wo eine induktive Last angeschlossen sein kann. Ein anderer Ausgang 42 (OUTCURRENT_SENSE) ist ein Ausgang für das Nachlauf-Strommesssystem 10. Der Strom am High-Side-Mess-FET 14-2 oder Low-Side-Mess-FET 22-2 kann durch Abtasten des Stroms am Ausgang 42 bestimmt werden.An exit 40 (OUT HALF_BRIDGE ) includes an output of the half-bridge where an inductive load can be connected. Another exit 42 (OUT CURRENT_SENSE ) is an output for the tracking current measuring system 10 , The current at the high-side measuring FET 14 - 2 or low-side measuring FET 22 - 2 can by sampling the current at the output 42 be determined.
Das Nachlauf-Strommesssystem 10 weist Stromquellen 44-1 bis 44-3 auf (hier zusammenfassend als „Stromquellen 44“ bezeichnet). Die Stromquelle 44-1 ist mit der Source des High-Side-Mess-FET 14-2 und der Spannung VBOOT gekoppelt. Die Stromquelle 44-1 erzeugt IMAX_NEGATIVE_CURRENT. Die Stromquelle 44-2 ist mit der Spannung -Vss gekoppelt und erzeugt IMAX_NEGATIVE_CURRENT. Die Stromquelle 44-3 ist mit Erde gekoppelt und erzeugt IMAX_NEGATIVE_CURREN/N. In einigen Beispielen ist der Strom N1 in HS 12 annähernd gleich dem Strom N2 in LS 20. Jedoch ist in anderen Beispielen N1 nicht gleich N2. Falls N1 nicht gleich N2 ist, kann eine solche Feineinstellung des Systems 10 vorgenommen werden, dass N1 näher an N2 ist. Alternativ dazu können während TON und TOFF zwei verschiedene Werte von IMAX_NEGATIVE_CURRENT/N für die Stromquelle 44-3 verwendet werden.The trailing current measuring system 10 has power sources 44 - 1 to 44 - 3 (collectively referred to herein as "power sources 44"). The power source 44 - 1 is with the source of the high-side measuring FET 14 - 2 and the voltage V BOOT coupled. The power source 44 - 1 I generates MAX_NEGATIVE_CURRENT. The power source 44 -2 is coupled to voltage -Vss and generates I MAX_NEGATIVE_CURRENT . The power source 44 - 3 is coupled to ground and generates I MAX_NEGATIVE_CURREN / N. In some examples, the current is N1 in HS 12 approximately equal to the current N2 in LS 20 , However, in other examples, N1 is not equal to N2. If N1 is not equal to N2, such a fine tuning of the system can 10 be made that N1 is closer to N2. Alternatively, during T ON and T OFF, there may be two different values of I MAX_NEGATIVE_CURRENT / N for the power source 44 - 3 be used.
Das System 10 weist ferner Transistoren M1 bis M5 auf, von denen einige als Stromspiegel fungieren können. Die Transistoren M1 bis M5 können von einem beliebigen geeigneten Transistortyp sein, wie hier beschrieben. Ein Stromspiegel hat die Funktion, einen Strom in einem anderen Bauelement näherungsweise zu kopieren. Zum Beispiel kann der Transistor M2 als ein Stromspiegel für den Transistor M1 fungieren. Der Transistor M4 kann als ein Stromspiegel für die Transistoren M3 und M5 fungieren. Zum Beispiel kann, wenn TON beendet ist, LS_OUT 32-2 im Kondensator 18-2 gespeicherte Ladung verwenden, um die Stromspiegel M5, M4 und M3 vorzuspannen. Die Vorspannung kann mit dem letzten Strom zusammenhängen, der im Transistor M4 geflossen ist, welcher eine Kopie des Stroms ist, der im Transistor M2 geflossen ist. Außerdem kann zum Beispiel, wenn TOFF beendet ist, HS_OUT 32-1 im Kondensator 18-1 gespeicherte Ladung verwenden, um die Spiegel M1 und M2 vorzuspannen. Die Vorspannung kann mit dem letzten Strom zusammenhängen, der im Transistor M2 geflossen ist, welcher eine Kopie des Stroms ist, der im Transistor M4 geflossen ist. Der Strom, der im Transistor M2 fließt, kann eine Kopie des Stroms sein, der im Transistor M1 fließt, welcher eine Kopie des Stroms IPOWER sein kann.The system 10 also has transistors M1 to M5 some of which can act as a current mirror. The transistors M1 to M5 may be of any suitable type of transistor as described herein. A current mirror has the function of approximately copying a current in another component. For example, the transistor M2 as a current mirror for the transistor M1 act. The transistor M4 can act as a current mirror for the transistors M3 and M5 act. For example, if T ON is completed, LS_OUT 32-2 in the condenser 18 - 2 use stored charge to the current mirror M5 . M4 and M3 pretension. The bias voltage may be related to the last current in the transistor M4 which is a copy of the current flowing in the transistor M2 flowed. In addition, for example, when T OFF is completed, HS_OUT 32-1 in the condenser 18 - 1 use stored charge to the mirror M1 and M2 pretension. The bias voltage may be related to the last current in the transistor M2 which is a copy of the current flowing in the transistor M4 flowed. The current in the transistor M2 can be a copy of the current flowing in the transistor M1 flows, which can be a copy of the current I POWER .
Das System 10 weist ferner ein Widerstandsnetzwerk 46 auf. Das Widerstandsnetzwerk 46 kann einen oder mehrere Widerstände aufweisen. Zum Beispiel weist das Widerstandsnetzwerk 46 vier Widerstände mit Werten R oder Rf auf. In einigen Beispielen ist das Widerstandsnetzwerk 46 zwischen einen ersten Stromspiegel (z. B. M1 und M2) und einen zweiten Stromspiegel (z. B. M3, M4 und M5) geschaltet. Zum Beispiel kann das Widerstandsnetzwerk 46 zwischen den Transistor M2 und den Transistor M4 geschaltet sein. Das Widerstandsnetzwerk 46 kann verwendet werden, um den Strom von M2 zu M4 zu kopieren und umgekehrt. Wenn zum Beispiel der Strom, der in M4 fließt, ungefähr gleich dem Strom ist, der in M2 fließt, ist der Spannungsabfall über den Widerständen R derselbe, und somit ist der Spannungsabfall über den Widerständen Rf ebenfalls derselbe. Anders ausgedrückt, wenn der Strom in M4 gleich dem Strom in M2 ist, hat der Knoten 47 (zwischen den zwei Widerständen Rf) ungefähr denselben Wert wie die Referenzspannung VIN_3/2. Aufgrund der hohen Ausgangsimpedanz der Stromspiegel und der Störkapazität der Eingangsstufe AUX_OTA 30-3 kann das Widerstandsnetzwerk 46 verwendet werden, um den Strom zu steuern, zum Beispiel anstelle einer einfachen Verbindung zwischen M4 und M2. In einigen Beispielen können niedrige Widerstandswerte für R und Rf gewählt werden, um einen Pol aus dem Verstärkung-Bandbreite-Produkt hinauszubewegen. Außerdem bietet das Widerstandsnetzwerk 46 in gewissem Umfang die Möglichkeit, eine Feineinstellung der Differenz zwischen N1 und N2 vorzunehmen.The system 10 also has a resistor network 46 on. The resistor network 46 may have one or more resistors. For example, the resistor network points 46 four resistors with values R or Rf. In some examples, the resistor network is 46 between a first current mirror (eg M1 and M2 ) and a second current mirror (eg M3, M4 and M5 ). For example, the resistor network 46 between the transistor M2 and the transistor M4 be switched. The resistor network 46 Can be used to control the flow of M2 to M4 to copy and vice versa. If, for example, the electricity flowing in M4 is about the same as the current flowing in M2 the voltage drop across the resistors R is the same, and thus the voltage drop across the resistors R f is also the same. In other words, when the electricity is in M4 equal to the current in M2 is, has the knot 47 (between the two resistors Rf) is approximately the same value as the reference voltage V IN_3 / 2. Due to the high output impedance of the current mirror and the disturbance capacity of the input stage AUX_OTA 30-3 can the resistor network 46 used to control the flow, for example, instead of a simple connection between M4 and M2 , In some instances, low resistance values for R and R f can be chosen to be moved out a pole from the gain-bandwidth product. In addition, the resistor network provides 46 to a certain extent the possibility of fine-tuning the difference between N1 and N2 make.
Das Nachlauf-Strommesssystem 10 ist dafür ausgelegt, eine Vorspannung eines Stromspiegels aufrechtzuerhalten, der mit einem Teil der Halbbrücke verbunden ist, welcher inaktiv ist, mit einem Strom, der ungefähr gleich einem Strom ist, der in dem Teil der Brücke fließt, welcher aktiv ist. Auf diese Weise ist, wenn sich die Betriebsphase ändert (z. B. TON/TOFF oder TOFF/TON), keine neue Einrichtung des Operationsverstärkers auf der neu in Betrieb befindlichen Seite erforderlich. Daher wird die Einschwingzeit vernachlässigbar. Systeme und Vorrichtungen, bei denen diese Verfahren zur Anwendung kommen, können sehr preiswert sein, was Fläche und Komplexität anbelangt (das heißt günstiger als ein nichtlineares System), und im Hinblick auf die Geschwindigkeit dieselben Leistungskennwerte wie das nichtlineare System aufweisen. Ferner können Systeme und Vorrichtungen wie hier beschrieben eine erhöhte Genauigkeit aufweisen.The trailing current measuring system 10 is configured to maintain a bias of a current mirror connected to a portion of the half-bridge which is inactive having a current approximately equal to a current flowing in the portion of the bridge which is active. In this way, when the operating phase changes (eg T ON / T OFF or T OFF / T ON ), no new setup of the operational amplifier is required on the new operating side. Therefore, the settling time becomes negligible. Systems and devices employing these methods can be very inexpensive in terms of area and complexity (that is, more cost effective than a nonlinear system), and in terms of speed, have the same performance characteristics as the nonlinear system. Furthermore, systems and devices as described herein may have increased accuracy.
2 ist ein Zeitablaufdiagramm 50, das ein beispielhaftes Verhalten von Strom im Nachlauf-Strommesssystem 10 von 1 gemäß einem oder mehreren in dieser Offenbarung beschriebenen Verfahren zeigt. 2 zeigt eine vernachlässigbare Einschwingzeit zwischen verschiedenen Betriebsphasen des Systems 10, TON und TOFF. Das heißt, in 2 arbeitet das System 10 in TON, führt eine Übergabe aus, um in TOFF zu arbeiten, und führt dann eine weitere Übergabe aus, um in TON zu arbeiten. Während der TON-Betriebsphasen ist HS 12 eingeschaltet und aktiv, während LS 20 inaktiv ist. Während der TOFF-Betriebsphase ist LS 20 eingeschaltet und aktiv, während HS 12 inaktiv ist. In der kurzen Zeit zwischen TON und TOFF sind sowohl HS 12 als auch LS 20 ausgeschaltet. 2 is a timing diagram 50 , which is an exemplary behavior of electricity in the trailing current measuring system 10 from 1 according to one or more methods described in this disclosure. 2 shows a negligible settling time between different operating phases of the system 10 , T ON and T OFF . That is, in 2 the system works 10 in T ON , performs a handoff to operate in T OFF , and then executes another handoff to work in T ON . During the T ON operating phases, HS is 12 switched on and active while LS 20 is inactive. During the T OFF operation phase is LS 20 switched on and active while HS 12 is inactive. In the short time between T ON and T OFF are both HS 12 as well as LS 20 switched off.
Das Zeitablaufdiagramm 50 zeigt ein beispielhaftes reales Verhalten von Ifeedback, das durch die Kurve 52 (hier als „Ifeedback 52“ bezeichnet) dargestellt ist. Die Kurve 54 zeigt einen idealen Ausgangsstrom (Ipower/N) für Ifeedback. Während der TON-Phase steigt Ifeedback 52 an. Wie bei Zeitpunkt 56 dargestellt, bleibt, wenn TON endet, Ifeedback 52 etwa auf demselben Pegel, auf dem er sich am Ende von TON befand. In einigen Beispielen kann Ifeedback 52 während der Zeit 56 nach oben oder unten schwanken. Wenn TOFF beginnt, kommt der Wert von Ifeedback 52 dem des idealen Ausgangsstroms 54 nahe. Somit ist die Einschwingzeit zwischen TON und TOFF im System 10 verkürzt und kann vernachlässigbar sein.The timing diagram 50 shows an exemplary real behavior of I feedback that through the curve 52 (here as "I feedback 52 "Designated) is shown. The curve 54 shows an ideal output current ( Ipower / N) for I feedback . During the T ON phase, I feedback increases 52 at. As at time 56 shown, when T ON ends, I feedback 52 at about the same level at the end of T ON . In some examples, I may feedback 52 During the time 56 sway up or down. If T OFF starts, the value comes from feedback I 52 that of the ideal output current 54 Near. Thus the settling time between T ON and T OFF is in the system 10 shortened and can be negligible.
Während TOFF beginnt Ifeedback 52 zu fallen. Wenn TOFF endet, bleibt Ifeedback 52 während der Einschwingzeit 58 etwa auf demselben Pegel, auf dem er sich am Ende von TOFF befand. In einigen Beispielen kann Ifeedback 52 während der Zeit 58 nach oben oder unten schwanken. Daher kommt, wenn TON beginnt, der Wert von Ifeedback 52 dem des idealen Ausgangsstroms 54 nahe. Somit ist die Einschwingzeit zwischen TOFF und TON im System 10 verkürzt und kann vernachlässigbar sein.During T OFF I will start feedback 52 to fall. When T OFF ends, I remains feedback 52 during the settling time 58 at about the same level it was at the end of T OFF . In some examples, I may feedback 52 During the time 58 sway up or down. Therefore, when T ON starts, the value of I feedback comes 52 that of the ideal output current 54 Near. Thus, the settling time is between T OFF and T ON in the system 10 shortened and can be negligible.
Eine beispielhafte Funktionsweise kann wie folgt beschrieben werden. Wenn das PWM-Signal am Knoten 16 hoch ist, ist HS 12 eingeschaltet. Wenn HS 12 arbeitet, fungieren HS_OTA 30-1 und HS_OUT 32-1 als ein erster Operationsverstärker, der den Strom in HS_FETSENSE 14-2 treibt. Der Strom, welcher im Transistor M1 fließt, hat ungefähr den N-fachen Wert wie der Strom, der im Transistor M2 fließt. Ein zweiter Operationsverstärker, der aus AUX_OTA 30-3 und LS_OUT 32-2 besteht, sorgt dafür, dass der Strom, der im Transistor M4 fließt, ungefähr denselben Wert hat wie der Strom, der im Transistor M2 fließt. Dies kann zum Beispiel dadurch bewirkt werden, dass Vref auf ungefähr VIN_3/2 festgelegt ist. Wenn die TON-Betriebsphase beendet ist und die TOFF-Betriebsphase beginnt, hält der Kondensator 18-2 (der mit LS_OUT 32-2 gekoppelt ist) eine Vorspannung des letzten Stroms, der im Transistor M4 geflossen ist (welcher ungefähr derselbe ist wie der Strom im Transistor M2). Diese Vorspannung des Kondensators 18-2 stellt sicher, dass derselbe Strom dann zu Beginn der TOFF-Betriebsphase im Transistor M4 fließt. Somit wird die Einschwingzeit 56 verkürzt und kann vernachlässigbar sein. Die Funktionsweise ist analog, wenn das PWM-Signal am Knoten 16 niedrig ist und LS 20 eingeschaltet ist.An exemplary operation may be described as follows. If the PWM signal at the node 16 is high, is HS 12 switched on. If HS 12 works, act HS_OTA 30-1 and HS_OUT 32-1 as a first operational amplifier, which SENSE the current in HS_FET 14-2 drives. The current which is in the transistor M1 has approximately N times the value of current flowing in the transistor M2 flows. A second operational amplifier, made from AUX_OTA 30-3 and LS_OUT 32-2 exists, ensures that the current in the transistor M4 has approximately the same value as the current flowing in the transistor M2 flows. This can be done, for example, by setting V ref to about V IN_3 / 2. When the T ON operation phase is completed and the T OFF operation phase starts, the capacitor stops 18 - 2 (the one with LS_OUT 32-2 coupled) a bias voltage of the last current in the transistor M4 has flowed (which is about the same as the current in the transistor M2 ). This bias of the capacitor 18 - 2 Make sure that the same current is then in the transistor at the beginning of the T OFF operating phase M4 flows. Thus, the settling time becomes 56 shortened and can be negligible. The operation is analogous when the PWM signal is at the node 16 is low and LS 20 is turned on.
Damit eine vernachlässigbare Einschwingzeit während der Übergänge zwischen Betriebsphasen vorliegt, sind die Verstärkungen der zweiten Verstärkungsstufen HS_OUT 32-1 und LS_OUT 32-2 ausreichend hoch, so dass, wenn sich die Verbindung des Hilfs-OTA (AUX_OTA 30-3) ändert (z. B. von LS_OUT 32-2 zu HS_OUT 32-1 für TON zu TOFF und von HS_OUT 32-1 zu LS_OUT 32-2 für TOFF zu TON), kein nennenswerter Spannungssprung zu den Minus-Pins der zweiten Verstärkungsstufen HS_OUT 32-1 und LS_OUT 32-2 sichtbar ist. Die in den Kondensatoren 18-1 und 18-2 gespeicherte Ladung kann die Vorspannung der Spiegel während der Ausblendzeit (z. B. der Zeiten zwischen TON und TOFF, wenn sowohl die HS FETs 14 als auch die LS FETs 22 ausgeschaltet sind) aufrechterhalten.For a negligible settling time during the transitions between operating phases, the gains of the second gain stages are HS_OUT 32-1 and LS_OUT 32-2 sufficiently high, so that when the connection of the auxiliary OTA (AUX_OTA 30-3 ) changes (eg from LS_OUT 32-2 to HS_OUT 32-1 for T ON to T OFF and HS_OUT 32-1 to LS_OUT 32-2 for T OFF to T ON ), no significant voltage jump to the minus pins of the second gain stages HS_OUT 32-1 and LS_OUT 32-2 is visible. The in the capacitors 18 - 1 and 18 - 2 Stored charge can increase the bias of the mirror during the blanking time (eg, the times between T ON and T OFF when both the HS FETs 14 as well as the LS FETs 22 are off) maintained.
Die hier beschriebenen Systeme und Vorrichtungen können für die Verwendung nur eines einzigen Abtastpunktes, um den Strom während TON oder TOFF zu messen, geeignet sein, da der Strom IFEEDBACK wesentlich stabiler ist, wie in 2 dargestellt. Der Strom IFEEDBACK kann in herkömmlichen Systemen eine Schwingung oder Welle aufweisen, die bei einem einzigen Abtastwert zu einer größeren Wahrscheinlichkeit eines ungenauen Messwertes führt.The systems and devices described herein may be suitable for using only a single sample point to measure the current during T ON or T OFF , since the current IFEEDBACK is much more stable, as in FIG 2 shown. The current IFEEDBACK may have a vibration or wave in a conventional system, which may become one at a single sample greater likelihood of an inaccurate reading.
3 ist ein Prinzipschaltbild, welches das beispielhafte Nachlauf-Strommesssystem 10 von 1 während des Betriebs, wenn ein Steuersignal wie etwa ein PWM-Signal hoch ist, gemäß einem oder mehreren in dieser Offenbarung beschriebenen Verfahren zeigt. In diesem Beispiel sind diejenigen Teile des Systems 10, welche inaktiv sind, wenn das PWM-Signal am Knoten 16 hoch ist, nicht dargestellt. Das heißt, der Teil der Schaltung des Systems 10, welcher in 3 dargestellt ist, ist der Teil der Schaltung, welcher relevant ist, wenn das PWM-Signal hoch ist. 3 is a schematic diagram showing the exemplary tracking current measuring system 10 from 1 during operation, when a control signal such as a PWM signal is high, according to one or more methods described in this disclosure. In this example, those are parts of the system 10 which are inactive when the PWM signal at the node 16 is high, not shown. That is, the part of the circuit of the system 10 which is in 3 is the part of the circuit that is relevant when the PWM signal is high.
Wenn das PWM-Signal am Knoten 16 hoch ist, ist der High-Side-Schalter 12 aktiv, und der Low-Side-Schalter 20 ist inaktiv (und daher ist LS 20 in 3 nicht dargestellt). Da das PWM-Signal hoch ist, ist der Schalter 24-1 geschlossen. Somit empfängt HS_OUT 32-1 am Minuseingang den Ausgang von HS_OTA 30-1. HS_OTA 30-1 und HS_OUT 32-1 wirken zusammen als ein Operationsverstärker, welcher den Strom im HS-Mess-FET 14-2 (HS_FETSENSE 14-2) durch den Stromspiegel M1/M2 treibt. Der Strom, welcher im Transistor M1 fließt, kann in diesem Beispiel das N-fache des Stroms betragen, der im Transistor M2 fließt. In anderen Beispielen können andere Stromwerte und -verhältnisse verwendet werden.If the PWM signal at the node 16 is high, is the high-side switch 12 active, and the low-side switch 20 is inactive (and therefore LS 20 in 3 not shown). Since the PWM signal is high, the switch is 24 - 1 closed. Thus, HS_OUT receives 32-1 at the negative input the output of HS_OTA 30-1 , HS_OTA 30-1 and HS_OUT 32-1 act together as an operational amplifier, which supplies the current in the HS measuring FET 14 - 2 (HS_FET SENSE 14-2 ) through the current mirror M1 / M2 drives. The current which is in the transistor M1 flows, in this example can be N times the current in the transistor M2 flows. In other examples, other current values and ratios may be used.
Da das PWM-Signal hoch ist, ist der Schalter 24-3 geschlossen. Somit empfängt LS_OUT 32-2 am Minuseingang den Ausgang vom Hilfs-OTA 30-3 (AUX_OTA 30-3). LS_OUT 32-2 und AUX_OTA 30-3 wirken zusammen als ein Operationsverstärker, welcher den Strom im Transistor M4 ungefähr auf dem Wert des Stroms hält, der im Transistor M2 fließt, da die Referenzspannung Vref auf ungefähr VIN_3/2 festgelegt ist. Somit hält, wenn die TON-Phase beendet ist und die TOFF-Phase beginnt, der Kondensator 18-2 eine Vorspannung, die mit dem letzten Strom zusammenhängt, der im Transistor M4 geflossen ist (das heißt, der ungefähr derselbe ist wie der Strom im Transistor M2) und derselbe sein wird wie der, welcher zu Beginn der TOFF-Phase im Transistor M4 fließen wird. Der Strom, der dem Ausgangs-Pin OUTCURRENT_SENSE zugeführt wird, ist dann derselbe wie derjenige, der im FETSENSE 14-2 fließen wird, skaliert um den Faktor N.Since the PWM signal is high, the switch is 24 - 3 closed. Thus, LS_OUT receives 32-2 at the negative input the output from the auxiliary OTA 30 - 3 (AUX_OTA 30-3 ). LS_OUT 32-2 and AUX_OTA 30-3 act together as an operational amplifier, which supplies the current in the transistor M4 approximately on the value of the current holding in the transistor M2 flows because the reference voltage V ref is set to approximately V IN_3 / 2. Thus, when the T ON phase is completed and the T OFF phase begins, the capacitor stops 18 - 2 a bias related to the last current in the transistor M4 has flowed (that is, which is about the same as the current in the transistor M2 ) and will be the same as that at the beginning of the T OFF phase in the transistor M4 will flow. The current supplied to the output pin OUT CURRENT_SENSE is then the same as that in the FET SENSE 14-2 flow, scaled by the factor N.
Somit ist das System 10 ein lineares System, welches sowohl die Genauigkeitskennwerte linearer Systeme bei niedriger Frequenz als auch die hohe Reaktionsgeschwindigkeit nichtlinearer Systeme aufweist. Dies liegt daran, dass sowohl während TON (für HS 12) als auch während TOFF (für LS 20) die Operationsverstärker den Strom beginnend bei dem Strom aufnehmen oder zuführen, der am Ende der vorhergehenden Betriebsphase erreicht wurde. Das System 10 weist drei Transkonduktanzverstärker (OTAs) und zwei zweite Verstärkungsstufen mit niedriger Impedanz auf.Thus, the system 10 a linear system, which has both the accuracy characteristics of linear systems at low frequency and the high reaction rate of non-linear systems. This is because both during T ON (for HS 12 ) as well as during T OFF (for LS 20 ) the operational amplifiers receive or supply the current starting from the current reached at the end of the previous phase of operation. The system 10 has three transconductance amplifiers (OTAs) and two second low impedance amplification stages.
Zum Beispiel weist das System 10 einen ersten Transkonduktanzverstärker AUX_OTA 30-3 auf, der mit dem High-Side-Schalter 12 und mit einer zweiten Verstärkungsstufe LS_OUT 32-2 gekoppelt ist. Die zweite Verstärkungsstufe 32-2 ist dafür ausgelegt, ausgehend von einem ersten von null verschiedenen Strom, Strom vom High-Side-Schalter aufzunehmen oder ihm zuzuführen. Die zweite Verstärkungsstufe 32-2 ist ferner dafür ausgelegt, in Reaktion darauf, dass die Halbbrücke 10 vom Betrieb in einer TOFF-Phase zum Betrieb in einer TON-Phase übergeht, dem High-Side-Schalter 12 Strom vom ersten von null verschiedenen Strom zuzuführen, wobei der erste von null verschiedene Strom einen Wert hat, der ungefähr derselbe ist wie der eines Stroms, der im Low-Side-Schalter 20 am Ende der TOFF-Phase erreicht wird. Zum Beispiel hält die zweite Verstärkungsstufe 32-2 zusammen mit dem Kondensator 18-2 eine Vorspannung, die mit dem letzten Strom zusammenhängt, der im Transistor M4 während der TON-Phase geflossen ist, so dass er derselbe sein wird wie derjenige, der zu Beginn der TOFF-Phase im Transistor M4 fließen wird. Anders ausgedrückt, in Reaktion darauf, dass TOFF endet, speichern LS_OUT 32-2 und der Kondensator 18-2 die Spannungsvorspannung, die zum letzten Strom äquivalent ist, welcher während TOFF im Stromspiegel M5/M4/ M3 fließt. Wenn TON beginnt, werden die Schalter 24-1 und 24-3 geschlossen. HS_OTA 30-1 steuert HS_OUT 32-1 an, und zusammen steuern sie den Spiegel M1/M2 an. Der Strom, der in M1 fließt, wird dafür verwendet, dass die Sources der FETs 14-1 und 14-2 ungefähr dieselbe Spannung aufweisen. Der Strom, der in M2 fließt (eine skalierte Kopie des Stroms in M1), wird als Referenzstrom für einen Stromfolger verwendet, der AUX_OTA 30-3 und LS_OUT 32-2 umfasst. Der Stromfolger steuert den Stromspiegel M5/M4/M3 an, um über eine Kopie des Stroms, welche in M2 fließt, in M4 zu verfügen. Dieser Strom abzüglich des Stroms IMAX_NEGATIVE_CURRENT/N ist der Strom, welcher am Ausgang 42 fließt und welcher eine Kopie des Stroms ist, der im FET 14-2 fließt und somit im FET 14-1 skaliert ist. Wenn TON beendet ist, jedoch bevor TOFF beginnt, können die Schalter 24-3 und 24-1 offen sein, und die Minus-Pins von LS_OUT 32-2 und HS_OUT 32-1 sind dann potentialfrei, wobei sie eine Spannungsvorspannung speichern, die ungefähr gleich dem letzten Strom ist, welcher in den zwei Spiegeln (M3/M4/M5 und M2/M1) geflossen ist.For example, the system assigns 10 a first transconductance amplifier AUX_OTA 30-3 on that with the high-side switch 12 and with a second gain stage LS_OUT 32-2 is coupled. The second amplification stage 32 - 2 is designed to receive or supply power from the high-side switch from a first non-zero current. The second amplification stage 32 - 2 is further designed in response to the fact that the half-bridge 10 from operating in a T OFF phase to operating in a T ON phase, the high side switch 12 Supplying current from the first non-zero current, the first non-zero current having a value approximately the same as that of a current flowing in the low-side switch 20 is reached at the end of the T OFF phase. For example, the second gain stage stops 32 - 2 together with the capacitor 18 - 2 a bias related to the last current in the transistor M4 during the T ON phase, it will be the same as the one at the beginning of the T OFF phase in the transistor M4 will flow. In other words, in response to T OFF ending, LS_OUT stores 32-2 and the capacitor 18 - 2 the voltage bias, which is equivalent to the last current, which during T OFF in the current mirror M5 / M4 / M3 flows. When T ON starts, the switches will turn on 24 - 1 and 24 - 3 closed. HS_OTA 30-1 controls HS_OUT 32-1 and together they control the mirror M1 / M2. The electricity flowing in M1 flows is used for the sources of the FETs 14 - 1 and 14 - 2 have approximately the same voltage. The electricity flowing in M2 flows (a scaled copy of the stream in M1 ), is used as the reference current for a current follower, the AUX_OTA 30-3 and LS_OUT 32-2 includes. The current follower drives the current mirror M5 / M4 / M3 to receive a copy of the current flowing in M2 flows, in M4 to dispose of. This current minus the current I MAX_NEGATIVE_CURRENT / N is the current which is at the output 42 flows and which is a copy of the stream in the FET 14 - 2 flows and thus in the FET 14 - 1 is scaled. When T ON is completed, but before T OFF starts, the switches can 24 - 3 and 24 - 1 be open, and the minus pins of LS_OUT 32-2 and HS_OUT 32-1 are then potential-free, storing a voltage bias approximately equal to the last current present in the two mirrors ( M3 / M4 / M5 and M2 / M1 ) has flowed.
4 ist ein Prinzipschaltbild, welches das beispielhafte Nachlauf-Strommesssystem von 1 während des Betriebs, wenn das PWM-Signal niedrig ist, gemäß einem oder mehreren in dieser Offenbarung beschriebenen Verfahren zeigt. In diesem Beispiel sind diejenigen Teile des Systems 10, welche inaktiv sind, wenn das PWM-Signal am Knoten 16 niedrig ist, nicht dargestellt. Das heißt, der Teil der Schaltung des Systems 10, welcher in 4 dargestellt ist, ist der Teil der Schaltung, welcher relevant ist, wenn das PWM-Signal niedrig ist. 4 is a schematic diagram showing the exemplary tracking current measuring system of 1 during operation, when the PWM signal is low, according to one or more methods described in this disclosure. In this Example are those parts of the system 10 which are inactive when the PWM signal at the node 16 is low, not shown. That is, the part of the circuit of the system 10 which is in 4 is the part of the circuit that is relevant when the PWM signal is low.
Wenn das PWM-Signal am Knoten 16 niedrig ist, ist der Low-Side-Schalter 20 aktiv, und der High-Side-Schalter 12 ist inaktiv (und daher ist HS 12 in 4 nicht dargestellt). Da das PWM-Signal niedrig ist, ist der Schalter 24-4 geschlossen. Somit empfängt LS_OUT 32-2 am Minuseingang den Ausgang von LS_OTA 30-2. LS_OTA30-2 und LS_OUT 32-2 wirken zusammen als ein Operationsverstärker, welcher den Strom im LS-Mess-FET 22-2 (LS_FETSENSE 22-2) durch den Stromspiegel M3/M4/M5 treibt. Der Strom, welcher im Transistor M5 fließt, beträgt das N-fache des Stroms, welcher in den Transistoren M4 und M3 fließt.If the PWM signal at the node 16 is low, is the low-side switch 20 active, and the high-side switch 12 is inactive (and therefore HS 12 in 4 not shown). Since the PWM signal is low, the switch is 24 - 4 closed. Thus, LS_OUT receives 32-2 at the negative input the output of LS_OTA 30-2 , LS_OTA30-2 and LS_OUT 32-2 act together as an operational amplifier, which supplies the current in the LS measuring FET 22 - 2 (LS_FET SENSE 22 -2) through the current mirror M3 / M4 / M5. The current which is in the transistor M5 flows, is N times the current, which is in the transistors M4 and M3 flows.
Ferner ist, wenn das PWM-Signal niedrig ist, der Schalter 24-2 geschlossen. Somit empfängt HS_OUT 32-1 am Minuseingang den Ausgang von AUX_OTA 30-3. HS_OUT 32-1 und AUX_OTA 30-3 wirken zusammen als ein Operationsverstärker, welcher den Strom im Transistor M2 ungefähr auf dem Wert des Stroms hält, der im Transistor M4 fließt, da die Referenzspannung Vref auf ungefähr VIN_3/2 festgelegt ist. Somit hält, wenn die TOFF-Phase beendet ist und die TON-Phase beginnt, der Kondensator 18-1 eine Vorspannung, die mit dem letzten Strom zusammenhängt, der im Transistor M2 geflossen ist (das heißt, der ungefähr derselbe ist wie der Strom im Transistor M4) und derselbe sein wird wie der, welcher zu Beginn der TON-Phase im Transistor M2 fließen wird. Der Strom, der dem Ausgangs-Pin OUTCURRENT_SENSE zugeführt wird, ist dann derselbe wie derjenige, der im FETSENSE 22-2 fließen wird, skaliert um den Faktor N.Further, when the PWM signal is low, the switch 24 - 2 closed. Thus, HS_OUT receives 32-1 at the negative input the output of AUX_OTA 30-3 , HS_OUT 32-1 and AUX_OTA 30-3 act together as an operational amplifier, which supplies the current in the transistor M2 approximately on the value of the current holding in the transistor M4 flows because the reference voltage V ref is set to approximately V IN_3 / 2. Thus holds when the T OFF phase is completed and the T ON phase starts, the capacitor 18 - 1 a bias related to the last current in the transistor M2 has flowed (that is, which is about the same as the current in the transistor M4 ) and will be the same as the one at the beginning of the T ON phase in the transistor M2 will flow. The current supplied to the output pin OUT CURRENT_SENSE is then the same as that in the FET SENSE 22-2 flow, scaled by the factor N.
Somit ist das System 10 ein lineares System, welches sowohl die Genauigkeitskennwerte linearer Systeme bei niedriger Frequenz als auch die hohe Reaktionsgeschwindigkeit nichtlinearer Systeme aufweist. Dies liegt daran, dass sowohl während TON (für HS 12) als auch während TOFF (für LS 20) die Operationsverstärker den Strom beginnend bei dem Strom aufnehmen oder zuführen, der am Ende der vorhergehenden Betriebsphase erreicht wurde. Das System 10 weist drei Transkonduktanzverstärker (OTAs) und zwei zweite Verstärkungsstufen mit niedriger Impedanz auf.Thus, the system 10 a linear system, which has both the accuracy characteristics of linear systems at low frequency and the high reaction rate of non-linear systems. This is because both during T ON (for HS 12 ) as well as during T OFF (for LS 20 ) the operational amplifiers receive or supply the current starting from the current reached at the end of the previous phase of operation. The system 10 has three transconductance amplifiers (OTAs) and two second low impedance amplification stages.
Zum Beispiel weist das System 10 einen Transkonduktanzverstärker AUX_OTA 30-3 auf, der mit dem Low-Side-Schalter 14 und mit einer zweiten Verstärkungsstufe HS_OUT 32-1 gekoppelt ist. Wenn TON beendet ist, sind die erste zweite Verstärkungsstufe 32-1 und insbesondere der Kondensator 18-1 dafür ausgelegt, eine Spannungsvorspannung zu speichern, die zum letzten Strom äquivalent ist, welcher während TON in M1 und M2 fließt, was dazu führen kann, dass der Strom in LS 20 zu Beginn von TOFF einen ersten von null verschiedenen Stromwert hat. Die erste zweite Verstärkungsstufe 32-1 ist ferner dafür ausgelegt, in Reaktion darauf, dass die Halbbrücke 10 vom Betrieb in einer TON-Phase zum Betrieb in einer TOFF-Phase übergeht, dem Low-Side-Schalter 20 Strom vom zweiten von null verschiedenen Strom zuzuführen, wobei der zweite von null verschiedene Strom einen Wert hat, der ungefähr derselbe ist wie der eines Stroms, der im Low-Side-Schalter 20 am Ende der TOFF-Phase erreicht wird. Zum Beispiel hält die zweite erste zweite Verstärkungsstufe 32-1 zusammen mit dem Kondensator 18-1 eine Vorspannung, die mit dem letzten Strom zusammenhängt, der im Transistor M2 während der TOFF-Phase geflossen ist, so dass er derselbe sein wird wie derjenige, der zu Beginn der TON-Phase im Transistor M2 fließen wird. Wenn TOFF beginnt, werden die Schalter 24-2 und 24-4 geschlossen. LS_OTA 30-2 steuert LS_OUT 32-2 an, und zusammen steuern sie den Stromspiegel M3/M4/M5 an. Der Strom, der in M5 fließt, kann so verwendet werden, dass die Sources der FETs 22-1 und 22-2 ungefähr dieselbe Spannung aufweisen. Der Strom, der in M4 fließt, kann als Referenzstrom (z. B. skalierte Kopie von M5) für einen Stromfolger verwendet werden, der AUX_OTA 30-3 und HS_OUT 32-1 umfasst. Der Stromfolger steuert den Stromspiegel M1/M2 an, um über eine Kopie des Stroms, welche in M4 fließt, in M2 zu verfügen. Der Strom in M3 abzüglich des Stroms IMAX_NEGATIVE_CURRENT/N ist der Strom, welcher am Ausgang 42 fließt und welcher eine Kopie des Stroms ist, der im FET 22-2 fließt; somit ist der Strom im FET 22-1 skaliert. Wenn TOFF beendet ist, jedoch bevor TON beginnt, sind die Schalter 24-2 und 24-4 offen, und die Minus-Pins von LS_OUT 32-2 und HS_OUT 32-1 sind dann potentialfrei, wobei sie eine Spannungsvorspannung speichern, die ungefähr äquivalent zum letzten Strom ist, welcher in den zwei Stromspiegeln fließt.For example, the system assigns 10 a transconductance amplifier AUX_OTA 30-3 on that with the low-side switch 14 and with a second gain stage HS_OUT 32-1 is coupled. If T ON is completed, the first second gain stage 32 - 1 and in particular the capacitor 18 - 1 designed to store a voltage bias equivalent to the last current which is present during T ON in M1 and M2 flows, which can cause the current in LS 20 at the beginning of T OFF has a first non-zero current value. The first second amplification stage 32 - 1 is further designed in response to the fact that the half-bridge 10 from operating in a T ON phase to operating in a T OFF phase, the low side switch 20 Supplying current from the second non-zero current, the second non-zero current having a value approximately the same as that of a current flowing in the low-side switch 20 is reached at the end of the T OFF phase. For example, the second first second gain stage holds 32 - 1 together with the capacitor 18 - 1 a bias related to the last current in the transistor M2 during the T OFF phase, so that it will be the same as the one at the beginning of the T ON phase in the transistor M2 will flow. When T OFF starts, the switches will turn 24 - 2 and 24 - 4 closed. LS_OTA 30-2 controls LS_OUT 32-2 and together they control the current mirror M3 / M4 / M5. The electricity flowing in M5 flows, can be used so that the sources of the FETs 22 - 1 and 22 - 2 have approximately the same voltage. The electricity flowing in M4 flows, can be used as a reference stream (eg scaled copy of M5 ) are used for a stream follower, the AUX_OTA 30-3 and HS_OUT 32-1 includes. The current follower drives the current mirror M1 / M2 to go over a copy of the current flowing in M4 flows, in M2 to dispose of. The stream in M3 minus the current I MAX_NEGATIVE_CURRENT / N is the current which is at the output 42 flows and which is a copy of the stream in the FET 22 - 2 flows; thus the current is in the FET 22 - 1 scaled. When T OFF is completed, but before T ON starts, the switches are on 24 - 2 and 24 - 4 open, and the minus pins of LS_OUT 32-2 and HS_OUT 32-1 are then floating, storing a voltage bias approximately equivalent to the last current flowing in the two current mirrors.
5 ist ein Flussdiagramm, welches ein beispielhaftes Verfahren zum Betreiben eines Nachlauf-Strommesssystems gemäß einem oder mehreren in dieser Offenbarung beschriebenen Verfahren zeigt. Das beispielhafte Verfahren 100 kann zum Betreiben beliebiger Vorrichtungen und Systeme angewendet werden, die in dieser Offenbarung beschrieben sind, wie etwa des Nachlauf-Strommesssystems 10 von 1, 3 und 4. Das Verfahren 100 kann zusammen mit anderen hier beschriebenen Verfahren der Anwendung von Nachlauf-Strommesssystemen verwendet werden. Zum Beispiel kann das Verfahren 100 mit Nachlauf-Strommesssystemen verwendet werden, die eine Vollbrücke aufweisen. 5 FIG. 3 is a flowchart illustrating an exemplary method of operating a tracking current measurement system according to one or more methods described in this disclosure. The exemplary method 100 can be used to operate any devices and systems described in this disclosure, such as the trailing current measurement system 10 from 1 . 3 and 4 , The procedure 100 may be used in conjunction with other methods of using trailing current measuring systems described herein. For example, the procedure 100 be used with lagging current measuring systems, which have a full bridge.
Das Verfahren 100 beinhaltet das Ansteuern einer ersten zweiten Verstärkungsstufe durch einen ersten Transkonduktanzverstärker (OTA), der mit einem High-Side-Schalter einer Halbbrücke gekoppelt ist, während einer TON-Betriebsphase (102). Zum Beispiel kann HS_OTA 30-1 der erste OTA sein, und HS_OUT 32-1 kann die erste zweite Verstärkungsstufe sein. HS_OTA 30-1 ist mit dem HS-Schalter 12 der Halbbrücke 10 gekoppelt und steuert HS_OUT 32-1 während der TON-Betriebsphase an.The procedure 100 includes driving a first second amplification stage through one first transconductance amplifier (OTA) coupled to a high-side switch of a half bridge during a T ON operation phase ( 102 ). For example, HS_OTA 30-1 be the first OTA, and HS_OUT 32-1 may be the first second gain stage. HS_OTA 30-1 is with the HS switch 12 the half bridge 10 coupled and controls HS_OUT 32-1 during the T ON operation phase.
Das Verfahren 100 beinhaltet ferner das Ansteuern einer zweiten zweiten Verstärkungsstufe durch einen zweiten OTA, der mit einem Low-Side-Schalter der Halbbrücke gekoppelt ist, während einer TOFF-Betriebsphase (104). Zum Beispiel kann LS_OTA 30-2 der zweite OTA sein, und LS_OUT 32-2 kann die zweite zweite Verstärkungsstufe sein. LS_OTA 30-2 ist mit dem LS-Schalter 20 der Halbbrücke 10 gekoppelt und steuert LS_OUT 32-2 während der TOFF-Betriebsphase an.The procedure 100 further includes driving a second second gain stage through a second OTA coupled to a low-side switch of the half-bridge during a T OFF operation phase ( 104 ). For example, LS_OTA 30-2 be the second OTA, and LS_OUT 32-2 may be the second second gain stage. LS_OTA 30-2 is with the LS switch 20 the half bridge 10 coupled and controls LS_OUT 32-2 during the T OFF operating phase.
Das Verfahren 100 beinhaltet ferner, in Reaktion darauf, dass die Halbbrücke vom Betrieb in der TON-Phase zum Betrieb in der TOFF-Phase übergeht, das Zuführen eines ersten von null verschiedenen Stroms durch die zweite Ausgangs-Verstärkungsstufe zum Low-Side-Schalter (106). Wie oben beschrieben, kann dies dadurch geschehen, dass, wenn TON beendet ist, der Kondensator 18-2 eine Spannungsvorspannung speichert, die ungefähr äquivalent zum letzten Strom ist, welcher während TON in M1 und M2 fließt. Zum Beispiel führt in Reaktion darauf, dass das System 10 einen Übergang zwischen TON und TOFF vollzieht, LS_OUT 32-2 unter Verwendung des Kondensators 18-2 dem LS-Schalter 20 einen ersten von null verschiedenen Strom zu. In einigen Beispielen führt LS_OUT 32-2 während des Übergangs zwischen TON und TOFF einen Strom, welcher ungefähr derselbe wie ein Strom im Transistor M4 ist, dem LS-Mess-FET 22-2 zu.The procedure 100 further includes, in response to the half-bridge transitioning from operating in the T ON phase to operating in the T OFF phase, providing a first non-zero current through the second output gain stage to the low-side switch (FIG. 106 ). As described above, this can be done by, when T ON is completed, the capacitor 18 - 2 stores a voltage bias that is approximately equivalent to the last current that is during T ON in M1 and M2 flows. For example, in response to that the system performs 10 makes a transition between T ON and T OFF , LS_OUT 32-2 using the capacitor 18 - 2 the LS-switch 20 a first nonzero stream too. In some examples, LS_OUT results 32-2 during the transition between T ON and T OFF a current which is approximately the same as a current in the transistor M4 is the LS measuring FET 22 - 2 to.
Außerdem beinhaltet das Verfahren 100 in Reaktion darauf, dass die Halbbrücke vom Betrieb in der TOFF-Phase zum Betrieb in der TON-Phase übergeht, das Zuführen eines zweiten von null verschiedenen Stroms durch die erste zweite Verstärkungsstufe zum High-Side-Schalter (108). Wie oben beschrieben, kann dies dadurch geschehen, dass, wenn TOFF beendet ist, der Kondensator 18-1 eine Spannungsvorspannung speichert, die ungefähr äquivalent zum letzten Strom ist, welcher während TOFF in M3/M4/M5 fließt. Zum Beispiel führt in Reaktion darauf, dass das System 10 einen Übergang zwischen TOFF und TON vollzieht, HS_OUT 32-1 dem HS-Schalter 12 einen ersten von null verschiedenen Strom zu. In einigen Beispielen führt HS_OUT 32-1 während des Übergangs zwischen TOFF und TON einen Strom, welcher ungefähr derselbe wie ein Strom im Transistor M2 ist, dem HS-Mess-FET 14-2 zu.In addition, the procedure includes 100 in response to the half-bridge transitioning from operation in the T OFF phase to operating in the T ON phase, supplying a second non-zero current through the first second gain stage to the high-side switch (FIG. 108 ). As described above, this can be done by, when T OFF is completed, the capacitor 18 - 1 stores a voltage bias approximately equivalent to the last current flowing during T OFF in M3 / M4 / M5. For example, in response to that the system performs 10 makes a transition between T OFF and T ON , HS_OUT 32-1 the HS switch 12 a first nonzero stream too. In some examples, HS_OUT results 32-1 during the transition between T OFF and T ON a current which is approximately the same as a current in the transistor M2 is, the HS measuring FET 14 - 2 to.
Das Zuführen des ersten von null verschiedenen Stroms durch die erste Ausgangs-Verstärkungsstufe zu einem Messtransistor des High-Side-Schalters kann wenigstens teilweise auf Ladung basieren, die in einem ersten Kondensator gespeichert ist, der mit der ersten Ausgangs-Verstärkungsstufe gekoppelt ist. Das Verfahren 100 kann ferner das Halten der im zweiten Kondensator gespeicherten Ladung beinhalten, so dass eine erste Verstärkung in der ersten Ausgangs-Verstärkungsstufe über einem ersten Schwellenwertniveau liegt. Der Kondensator 18-1 kann verwendet werden, um eine Ladung zu halten, die mit dem Strom im Transistor M2 zusammenhängt. Ein Entwickler kann das erste Schwellenwertniveau auf der Basis der Konfiguration und Anwendung des Systems 10 festlegen. In einigen Beispielen umfasst das Zuführen des ersten von null verschiedenen Stroms ferner das Zuführen des ersten von null verschiedenen Stroms mit einem Wert, der ungefähr derselbe wie der eines Stroms ist, der am Ende der TOFF-Phase erreicht wird.Supplying the first non-zero current through the first output gain stage to a sense transistor of the high-side switch may be based at least in part on charge stored in a first capacitor coupled to the first output gain stage. The procedure 100 may further include holding the charge stored in the second capacitor such that a first gain in the first output gain stage is above a first threshold level. The capacitor 18 - 1 Can be used to hold a charge that matches the current in the transistor M2 related. A developer may set the first threshold level based on the configuration and application of the system 10 establish. In some examples, supplying the first non-zero current further comprises supplying the first non-zero current with a value approximately the same as that of a current reached at the end of the T OFF phase.
Das Zuführen des zweiten von null verschiedenen Stroms durch die zweite Ausgangs-Verstärkungsstufe zu einem Messtransistor des Low-Side-Schalters kann wenigstens teilweise auf Ladung basieren, die in einem zweiten Kondensator gespeichert ist, der mit der zweiten Ausgangs-Verstärkungsstufe gekoppelt ist. Das Verfahren 100 kann ferner das Aufrechterhalten der im zweiten Kondensator gespeicherten Ladung beinhalten, so dass eine zweite Verstärkung in der zweiten Ausgangs-Verstärkungsstufe über einem zweiten Schwellenwertniveau liegt. Der Kondensator 18-2 kann verwendet werden, um eine Ladung zu halten, die mit dem Strom im Transistor M4 zusammenhängt. Ein Entwickler kann das zweite Schwellenwertniveau auf der Basis der Konfiguration und Anwendung des Systems 10 festlegen. In einigen Beispielen umfasst das Zuführen des zweiten von null verschiedenen Stroms ferner das Zuführen des zweiten von null verschiedenen Stroms mit einem Wert, der ungefähr derselbe wie der eines Stroms ist, der am Ende der TON-Phase erreicht wird.Supplying the second non-zero current through the second output gain stage to a sense transistor of the low-side switch may be based at least in part on charge stored in a second capacitor coupled to the second output gain stage. The procedure 100 may further include maintaining the charge stored in the second capacitor such that a second gain in the second output gain stage is above a second threshold level. The capacitor 18 - 2 Can be used to hold a charge that matches the current in the transistor M4 related. A developer may set the second threshold level based on the configuration and application of the system 10 establish. In some examples, supplying the second non-zero current further comprises supplying the second non-zero current with a value approximately the same as that of a current reached at the end of the T ON phase.
Das Verfahren 100 kann ferner das Nachführen entweder eines positiven Stroms oder eines negativen Stroms in der Halbbrücke durch Abtasten eines Stroms an einem Ausgang der Halbbrücke umfassen.The procedure 100 may further comprise tracking either a positive current or a negative current in the half-bridge by sensing a current at an output of the half-bridge.
Zusammengefasst kann das Nachlauf-Strommesssystem 10 dafür ausgelegt sein, eine Vorspannung eines Stromspiegels, der mit einem Teil der Halbbrücke verbunden ist, welcher ausgeschaltet ist, mit einem Strom aufrechtzuerhalten, der gleich dem Strom ist, der in dem Teil der Brücke fließt, welcher eingeschaltet ist. Auf diese Weise ist, wenn die Betriebsphase wechselt (z. B. TON/TOFF oder TOFF/TON), keine erneute Einrichtung des Operationsverstärkers auf der neu in Betrieb befindlichen Seite erforderlich. Somit wird die Einschwingzeit, das heißt die Grenzfrequenz für das analoge lineare System, vernachlässigbar. Systeme und Vorrichtungen, bei denen diese Verfahren zur Anwendung kommen, können sehr preiswert sein, was Fläche und Komplexität anbelangt (das heißt günstiger als ein nichtlineares System), und dieselben Leistungskennwerte wie das nichtlineare System aufweisen.In summary, the trailing current measuring system 10 be adapted to maintain a bias voltage of a current mirror connected to a part of the half-bridge which is turned off, with a current equal to the current flowing in the part of the bridge which is turned on. In this way, when the operating phase changes (eg T ON / T OFF or T OFF / T ON ), no reinstallation of the operational amplifier is required on the new operating side. Thus, the settling time, that is, the cut-off frequency for the analog linear system, becomes negligible. Systems and devices employing these methods can be very inexpensive in terms of area and complexity (that is, more cost effective than a nonlinear system), and have the same performance characteristics as the nonlinear system.
Die hier beschriebenen Beispiele können in einem weiten Bereich von Anwendungen verwendet werden. Solche Anwendungen können zum Beispiel DC-DC-Wandler beinhalten, welche Abwärtswandler umfassen können, wie etwa Kernspannungs- („Vcore“-) und Nicht-Vcore-Abwärtswandler für die Zentraleinheit (Central Processing Unit, CPU) von Desktop-Computern oder Servern, Einphasen-Lastpunkt- (Point-of-Load, POL) Anwendungen, Mehrphasen-POL-Anwendungen und Spannungsreglermodule (Voltage Regulator Modules, VRM) mit hoher Leistungsdichte. Ferner können einige der hier beschriebenen Beispiele bei der Regelung von CPUs oder Grafikprozessoren (Graphics Processing Units, GPUs) in Notebooks, bei Grafikkarten von Desktop-Computern, Speichern mit doppelter Datenrate (DDR-Speichern) oder Grafikspeichern verwendet werden. Einige der hier beschriebenen Beispiele können auch in Fahrzeugairbagsystemen genutzt werden. Ferner können die hier beschriebenen Vorrichtungen und Technologien bei beliebigen Anwendungen verwendet werden, bei denen Halbbrücken und Vollbrücken verwendet werden.The examples described herein can be used in a wide range of applications. Such applications may include, for example, DC-DC converters, which may include downconverters, such as core voltage ("Vcore") and non-Vcore downconverters for the central processing unit (CPU) of desktops or servers, Single-phase point-of-load (POL) applications, multiphase POL applications, and high power density Voltage Regulator Modules (VRM). In addition, some of the examples described herein may be used to control CPUs or Graphics Processing Units (GPUs) in notebooks, desktop graphics cards, double-data-rate (DDR) memories, or graphics memories. Some of the examples described here can also be used in vehicle airbag systems. Furthermore, the devices and technologies described herein may be used in any applications where half bridges and full bridges are used.
Es wurden verschiedene Beispiele und Verfahren beschrieben. Aspekte oder Merkmale der hier beschriebenen Beispiele können mit einem beliebigen anderen, in einem anderen Beispiel beschriebenen Aspekt oder Merkmal kombiniert werden. Diese beschriebenen Beispiele und anderen Beispiele liegen im Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche.Various examples and methods have been described. Aspects or features of the examples described herein may be combined with any other aspect or feature described in another example. These described examples and other examples are within the scope of the following claims.
